Quantum Supremacy: โซลูชันการคำนวณที่สามารถแก้ปัญหาด้วยความเร็วควอนตัม

• เขียนโดย:
• ชื่อผู้เขียน

  มองการณ์ไกลควอนตัมรัน
• March 20, 2022

สรุปข้อมูลเชิงลึก

การประมวลผลควอนตัมโดยใช้คิวบิตที่สามารถมีอยู่พร้อมกันเป็นทั้ง 0 และ 1 ได้เปิดประตูสู่การแก้ปัญหาการคำนวณด้วยความเร็วที่เหนือกว่าคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก เทคโนโลยีนี้มีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมโดยทำให้สามารถคาดการณ์ที่ซับซ้อน ถอดรหัสรหัสเข้ารหัส และแม้แต่จำลองปฏิสัมพันธ์ทางชีววิทยา การแสวงหาอำนาจสูงสุดของควอนตัมได้นำไปสู่ความก้าวหน้าที่น่าทึ่ง ซึ่งรวมถึงความก้าวหน้าที่สำคัญในการสุ่มตัวอย่างโบซอน แต่ยังทำให้เกิดความท้าทาย เช่น ปัญหาความเข้ากันได้ ข้อกังวลด้านความปลอดภัย และการพิจารณาทางภูมิรัฐศาสตร์

บริบทอำนาจสูงสุดของควอนตัม

ภาษาเครื่องของคอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้คิวบิตที่มีทั้ง 0 และ 1 พร้อมกันเพื่อสำรวจเส้นทางที่เป็นไปได้ทั้งหมด ซึ่งอาจช่วยแก้ปัญหาด้านการคำนวณบางประเภทได้เร็วกว่าคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก แนวคิดเบื้องหลังแนวทางหลังนี้เรียกว่าการคำนวณควอนตัม อำนาจสูงสุดของควอนตัมหรือที่รู้จักกันในชื่อความได้เปรียบของควอนตัม เป็นเป้าหมายของสาขาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ตั้งโปรแกรมได้ซึ่งสามารถแก้ปัญหาที่คอมพิวเตอร์คลาสสิกไม่สามารถแก้ไขได้ ในกรณีที่คอมพิวเตอร์คลาสสิกใช้บิต คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะใช้คิวบิตเป็นหน่วยพื้นฐานของข้อมูล

ด้วยหลักการของการซ้อนทับ สอง qubit สามารถอยู่ในตำแหน่งที่แตกต่างกันสองตำแหน่งในเวลาเดียวกัน อัลกอริธึมควอนตัมใช้ประโยชน์จากแนวคิดที่เรียกว่าการพัวพันของควอนตัมเพื่อสร้างความสัมพันธ์ระหว่างคิวบิตอย่างสมบูรณ์แบบ ส่งผลให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถแสดงให้เห็นถึงอำนาจสูงสุดได้ คอมพิวเตอร์เหล่านี้สามารถถอดรหัสรหัสเข้ารหัส จำลองปฏิกิริยาทางชีววิทยาและเคมี ตลอดจนดำเนินการคาดการณ์ที่ซับซ้อนอย่างมากและฟังก์ชันการจัดทำงบประมาณในแอปพลิเคชันอุตสาหกรรมที่หลากหลาย 

อำนาจสูงสุดของควอนตัมมีความก้าวหน้าอย่างน่าทึ่ง โดยหนึ่งในความก้าวหน้าครั้งล่าสุดที่มาจากซานาดู ในเดือนมิถุนายน 2022 บริษัทเทคโนโลยีควอนตัมของแคนาดา Xanadu รายงานความก้าวหน้าที่สำคัญในการสุ่มตัวอย่างโบซอน โดยใช้ลูปของใยแก้วนำแสงและมัลติเพล็กซ์ในการตรวจจับค่าเฉลี่ย 125 ถึง 219 โฟตอนจากโหมดบีบ 216 โหมด โดยอ้างว่าเร่งความเร็วได้มากกว่าการทดลองครั้งก่อนถึง 50 ล้านเท่า รวมถึงของ Google ความสำเร็จนี้เน้นย้ำถึงธรรมชาติของการประมวลผลควอนตัมที่มีพลวัตและมีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว โดยมีองค์กรต่างๆ มากมายที่ผลักดันขอบเขตของเทคโนโลยี

ผลกระทบก่อกวน

การแสวงหาอำนาจสูงสุดทางควอนตัมโดยยักษ์ใหญ่ด้านเทคโนโลยีและประเทศต่างๆ เป็นมากกว่าการแข่งขันเพื่อสิทธิในการโอ้อวด มันเป็นเส้นทางสู่ความเป็นไปได้ทางการคำนวณใหม่ๆ คอมพิวเตอร์ควอนตัมซึ่งมีความสามารถในการคำนวณที่ซับซ้อนด้วยความเร็วที่คอมพิวเตอร์คลาสสิกไม่อาจจินตนาการได้ อาจนำไปสู่ความก้าวหน้าที่สำคัญในด้านต่างๆ ตั้งแต่การปรับปรุงการพยากรณ์อากาศไปจนถึงการเร่งการค้นพบยา การประยุกต์ใช้งานที่มีศักยภาพนั้นมีมากมาย 

อย่างไรก็ตาม การพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมยังนำมาซึ่งความท้าทายและข้อกังวลอีกด้วย แนวทางต่างๆ ในการคำนวณควอนตัม เช่น การใช้ชิปตัวนำยิ่งยวดของ Google และต้นแบบโฟโตนิกของจีน บ่งชี้ว่ายังไม่มีวิธีการที่เป็นมาตรฐาน การขาดความสม่ำเสมอนี้อาจนำไปสู่ปัญหาความเข้ากันได้และเป็นอุปสรรคต่อการทำงานร่วมกันระหว่างเอนทิตีต่างๆ นอกจากนี้ ศักยภาพของคอมพิวเตอร์ควอนตัมในการถอดรหัสวิธีการเข้ารหัสในปัจจุบันทำให้เกิดข้อกังวลด้านความปลอดภัยร้ายแรงที่รัฐบาลและธุรกิจจำเป็นต้องแก้ไข

แง่มุมทางภูมิรัฐศาสตร์ของอำนาจสูงสุดของควอนตัมก็ไม่สามารถมองข้ามได้เช่นกัน การแข่งขันระหว่างมหาอำนาจเช่นสหรัฐอเมริกาและจีนในสาขานี้สะท้อนให้เห็นถึงการต่อสู้ในวงกว้างเพื่อการครอบงำทางเทคโนโลยี การแข่งขันนี้อาจผลักดันการลงทุนและการวิจัยเพิ่มเติม ส่งเสริมการเติบโตในอุตสาหกรรมและการศึกษาที่เกี่ยวข้อง อย่างไรก็ตาม ยังก่อให้เกิดความเสี่ยงในการสร้างความแตกแยกทางเทคโนโลยีระหว่างประเทศต่างๆ ซึ่งอาจนำไปสู่ความตึงเครียดและความไม่สมดุลในอิทธิพลระดับโลก ความร่วมมือและการพิจารณาด้านจริยธรรมในการพัฒนาและการใช้เทคโนโลยีควอนตัมจะเป็นกุญแจสำคัญในการทำให้มั่นใจว่าประโยชน์ของเทคโนโลยีจะถูกแบ่งปันในวงกว้างและมีความรับผิดชอบ

ผลกระทบของอำนาจสูงสุดของควอนตัม 

ผลกระทบที่กว้างขึ้นของอำนาจสูงสุดของควอนตัมอาจรวมถึง:

• โมเดลธุรกิจในอนาคตโดยใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมในการจัดหาโซลูชั่นทางธุรกิจ 
• วิวัฒนาการของการรักษาความปลอดภัยทางไซเบอร์ที่จะทำให้การเข้ารหัสที่มีอยู่ล้าสมัยและบังคับให้ยอมรับโซลูชันการเข้ารหัสควอนตัมที่ซับซ้อนมากขึ้น 
• เพิ่มประสิทธิภาพการค้นคว้ายาและกระบวนการผลิตของบริษัทยาและเคมีภัณฑ์ 
• การปรับปรุงกระบวนการเพิ่มประสิทธิภาพพอร์ตโฟลิโอที่ใช้โดยบริษัทที่ให้บริการทางการเงิน 
• เพิ่มประสิทธิภาพในธุรกิจทั้งหมดที่ต้องพึ่งพาโลจิสติกส์ เช่น การขายปลีก การจัดส่ง การจัดส่ง และอื่นๆ 
• เทคโนโลยีควอนตัมกลายเป็นแหล่งการลงทุนแห่งถัดไปรองจากปัญญาประดิษฐ์ ส่งผลให้มีสตาร์ทอัพในสาขานี้เพิ่มมากขึ้น

คำถามที่ต้องพิจารณา

• คอมพิวเตอร์ควอนตัมได้รับสัญญามาสี่ทศวรรษแล้ว คุณคิดว่าต้องใช้เวลานานแค่ไหนกว่าจะวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์
• อุตสาหกรรมอื่นใดที่อาจเห็นผลกระทบที่สำคัญจากการใช้อำนาจสูงสุดของควอนตัม?